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相似文献
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1.
放牧强度引起的草原植物群落物种多样性与地上生物量变化是近年来草地生态系统研究的热点问题。以内蒙古锡林郭勒克氏针茅草原为研究对象,探究植物群落结构特征、物种多样性与地上生物量之间相互关系及其对不同放牧强度的响应。结果表明:随着放牧强度的增加植物群落结构逐步向退化方向演替;植物群落高度逐渐降低(P<0.05),密度逐渐增加(P<0.05),盖度总体呈下降趋势(P<0.05);植物群落和原有群落优势种地上生物量总体呈下降趋势(P<0.05),而退化指示物种的地上生物量逐渐增加(P<0.05);轻度、中度放牧条件下群落物种Margalef指数、Pielou指数、Simpson指数均显著高于重度放牧(P<0.05);地上生物量与Shannon-Wiener指数、Margalef指数和Pielou指数呈正相关关系,而与Simpson指数呈负相关关系。综上所述,克氏针茅草原植物群落结构和功能在不同放牧强度下产生不同的响应,适度放牧有利于提高群落物种多样性与生物量。  相似文献   

2.
荒漠草原植物群落结构及其稳定性对增水和增氮的响应   总被引:1,自引:0,他引:1  
杜忠毓  安慧  文志林  王波  张馨文 《生态学报》2021,41(6):2359-2371
通过在荒漠草原开展增水和增氮野外控制试验,研究增水和增氮对荒漠草原植物群落结构、物种多样性及群落稳定性的影响。结果表明:(1)增水和增氮处理显著影响了荒漠草原植物群落结构和地上生物量,而对植物群落稳定性影响不显著(P>0.05)。增水处理显著增加了豆科和禾本科植物地上生物量(101.3%和57.9%)(P<0.05);增水+增氮处理显著增加了植物群落盖度(43.2%)和地上生物量(112.4%)及不同功能群(禾本科和杂类草)植物盖度(75.5%和47.3%)和地上生物量(139.3%和85.7%)(P<0.05)。与增氮处理相比,增水+增氮处理显著增加了植物群落和不同功能群(禾本科和杂类草)植物高度、盖度和地上生物量(P<0.05)。(2)增水、增氮和增水+增氮处理均显著降低了植物群落Pielou指数(11.7%、8.7%和10.2%)(P<0.05)。(3)增水和增水+增氮处理提高了荒漠草原植物群落稳定性,而增氮处理降低了荒漠草原植物群落稳定性。增水处理荒漠草原植物群落稳定性效应大于增水+增氮处理。研究表明,荒漠草原植物群落结构受到氮沉降和降水增加的共同影响。增加降水对荒漠草原植物群落稳定性的积极效应可能会抵消部分氮沉降的消极影响,荒漠草原植物群落地上生物量及群落稳定性可能有所增加。  相似文献   

3.
处于干旱地区的内蒙古荒漠草原,在防风固沙、生物多样性保育等方面发挥着重要的生态功能。近年来由于人类活动的干扰及气候变化的影响,内蒙古荒漠草原生态系统发生了严重的退化。如何有效恢复荒漠草原的生态功能是当前亟待解决的问题,科学合理地进行人为定向培育是荒漠草原植物群落恢复与重建的重要措施。本研究以乌拉特中旗荒漠草原为对象,通过控制实验探讨了不同退化程度下植物群落结构及地上生物量对不同恢复措施的响应。结果表明:在重度退化的荒漠草原生态系统,短期封育提高了杂类草的相对盖度,使群落地上生物量增加2.11倍;添加有机肥提高了禾草物种丰富度,使群落地上生物量提高了3.97倍;补播显著提高了植物群落的盖度、密度,使群落地上生物量提高了9.76倍。在重度沙化区,补播显著提高了群落的盖度、密度、地上生物量,但对物种多样性无显著影响。在中度退化区,添加复合肥显著降低了短花针茅群落杂类草物种数,提高了禾草及植物群落的地上生物量;添加复合肥显著提高了柠条锦鸡儿-丛生禾草群落中禾草物种丰富度,但对植物群落盖度、密度及地上生物量无显著影响;喷施叶面肥显著降低了藏锦鸡儿-灌丛化禾草群落杂类草的盖度和密度,提高了禾草的地...  相似文献   

4.
放牧是内蒙古荒漠草原主要利用方式之一,研究不同放牧强度下土壤有机碳分布规律对退化草原恢复以及推广精准放牧技术具有重要的指导意义。基于不同放牧强度长期放牧样地(0、0.93、1.82、2.71羊单位hm-2(a/2)-1),采用高样本数量的取样设计并结合地统计学分析方法,研究荒漠草原土壤有机碳及其空间异质性。结果表明:中度放牧会显著降低0-30 cm土层全氮含量(P<0.05),全磷含量随放牧强度增强出现先降低后升高趋势;放牧样地土壤有机碳含量均显著低于对照样地(P<0.05),不同放牧强度处理土壤有机碳含量没有显著差异;土壤有机碳密度受放牧影响在0-20 cm土层出现显著下降(P<0.05),变化趋势同有机碳含量相似,碳氮比在重度放牧区0-10 cm土层显著降低(P<0.05)。土壤有机碳空间异质性和异质性斑块的破碎程度随放牧强度增加而增大;土壤有机碳含量与海拔高度在对照、轻度放牧和中度放牧区均呈极显著负相关(P<0.01),在重度放牧区土壤有机碳含量和海拔无显著相关性;土壤有机碳含量与土壤全氮、全磷含量均呈极显著正相关(P<0.01)。综上所述,放牧降低土壤有机碳含量,提高土壤有机碳空间异质性,土壤有机碳含量的空间变异受海拔和土壤养分含量等因素的共同影响。  相似文献   

5.
为探明荒漠草原土壤有机碳(SOC)和微生物生物量碳(MBC)含量特征,分别在内蒙古达茂旗、四子王旗和苏尼特右旗设置样地,依次代表轻度、中度和重度退化草地,分析了不同样地表层土壤(0~20 cm)SOC和MBC含量变化及季节动态.结果表明:退化草地SOC和MBC含量均随草地退化程度增加而减小;除2006年夏季外,轻度、中度退化荒漠草地的土壤可培养微生物总数都高于重度退化荒漠草地;MBC含量和土壤可培养微生物总数均在夏秋季较高,春冬季较低.相关分析结果显示,SOC含量与MBC含量之间呈极显著正相关(P<0.01),说明两者均可作为评价荒漠草原草地退化的敏感指标.  相似文献   

6.
草地生态系统是巨大的碳库, 在全球碳循环中起着重要的作用。该研究以内蒙古中温带草地区典型草原和荒漠草原为研究对象, 测定了两种草原类型围封与放牧后地上生物量碳密度、地下生物量碳密度和土壤碳密度, 探讨围封对两种草原类型植被-土壤系统碳密度的影响。结果表明: (1)围封显著地增加了典型草原地上和地下生物量的碳密度, 对荒漠草原地上生物量碳密度增加影响显著, 对地下生物量碳密度增加影响不显著; (2)围封显著地增加了典型草原土壤碳密度, 使荒漠草原土壤碳密度有增加的趋势, 但影响不显著; (3)典型草原围封样地地下生物量和土壤碳密度的垂直分布显著高于放牧样地, 而荒漠草原围封样地地下生物量和土壤碳密度的垂直分布与放牧样地的差异不显著; (4)围封分别提高了典型草原和荒漠草原植被-土壤系统碳密度的2.2倍和1.6倍, 典型草原和荒漠草原分别有超过65%和89%的碳储存在土壤中, 两种草原类型的地下生物量碳库均占总生物量碳库的90%以上。研究结果表明围封能够有效地增加草原生态系统的碳储量。  相似文献   

7.
《植物生态学报》2018,42(3):327
草地生态系统是巨大的碳库, 在全球碳循环中起着重要的作用。该研究以内蒙古中温带草地区典型草原和荒漠草原为研究对象, 测定了两种草原类型围封与放牧后地上生物量碳密度、地下生物量碳密度和土壤碳密度, 探讨围封对两种草原类型植被-土壤系统碳密度的影响。结果表明: (1)围封显著地增加了典型草原地上和地下生物量的碳密度, 对荒漠草原地上生物量碳密度增加影响显著, 对地下生物量碳密度增加影响不显著; (2)围封显著地增加了典型草原土壤碳密度, 使荒漠草原土壤碳密度有增加的趋势, 但影响不显著; (3)典型草原围封样地地下生物量和土壤碳密度的垂直分布显著高于放牧样地, 而荒漠草原围封样地地下生物量和土壤碳密度的垂直分布与放牧样地的差异不显著; (4)围封分别提高了典型草原和荒漠草原植被-土壤系统碳密度的2.2倍和1.6倍, 典型草原和荒漠草原分别有超过65%和89%的碳储存在土壤中, 两种草原类型的地下生物量碳库均占总生物量碳库的90%以上。研究结果表明围封能够有效地增加草原生态系统的碳储量。  相似文献   

8.
为了揭示退化高寒草甸逆向转变的驱动因子,通过野外调查和室内分析相结合的方法探究了黄河源不同修复措施(施有机肥F、免耕补播N、施有机肥+免耕补播FN)处理高寒草甸植物群落特征、土壤理化性质和两者相关性的变化规律,阐明不同修复措施对黄河源退化高寒草甸植物群落与土壤养分的影响。结果表明:免耕补播显著增加草甸物种丰富度指数(P<0.05);施有机肥+免耕补播显著增加草甸植物盖度、总生物量、Shannon Wiener多样性指数和Pielous均匀度指数(P<0.05)。不同人工修复后草甸植物功能群地上、地下生物量变化趋势基本一致(除豆科)。和对照相比,莎草科,杂类草地上和地下生物量含量在N、FN处理分别降低83.04%、73.86%、30.43%、92.37%和96.51%、84.09%、85.68%、95.36%;禾本科地上和地下生物量含量在F、N和FN处理分别增加7.29%、23.45%、17.93%和6.04%、4.03%、10.52%;豆科地上生物量含量基本保持不变,地下生物量含量在F、N和FN处理分别降低24.43%、82.19%和42.61%。F显著增加土壤有机碳含量(P=0.033);N显著降低土壤NO3--N含量(P=0.009);FN显著降低土壤pH和增加土壤速效磷含量(P=0.024);F和FN显著增加土壤含水量(P=0.000),N则显著降低土壤含水量(P=0.000);F显著降低土壤容重(P=0.018)。相关性分析表明植物Shannon Wiener多样性和Pielous均匀度与土壤速效磷含量呈显著正相关(P=0.037;P=0.033),土壤有机碳和含水量与总生物量呈显著正相关(P=0.027;P=0.032),pH与盖度呈显著负相关(P=0.049)。冗余度分析结果表明土壤有机碳含量和含水量显著影响了植物群落结构特征,解释率分别为30.3%和19.7%。研究结果表明,因地制宜进行退化高寒草甸施有机肥+免耕补播修复措施,能够明显提高草地生产力,改善草甸植物群落及其土壤养分和水分环境。  相似文献   

9.
近些年来,气候暖干化和过度放牧导致黄河源区高寒草原发生明显退化,严重影响了当地畜牧业和环境的可持续发展。退化后,植被群落生产力、物种多样性和土壤因子之间相互作用、相互影响,使生态系统持续恶化。以往的研究中研究人员对退化后群落生产力和物种多样性关系关注较多,但对退化过程中土壤要素变化的重视程度往往不够。因此,探究不同退化程度下高寒草原群落生产力、物种多样性和土壤特性及其关系对于认识高寒草地退化过程及退化草地恢复具有重要现实意义。在黄河源区采用空间分布代替时间演替的方法,根据植被和土壤特征选取了未退化到严重退化5个退化梯度,探讨不同退化程度下高寒草原群落生产力、物种多样性和土壤特性及其关系。结果表明:1)随着退化程度的加剧,群落地上和地下生物量均呈先稳定后降低的趋势,在轻度退化阶段达到最大值,重度和严重退化阶段显著降低;2)Shannon-Wiener多样性指数在轻度和中度退化阶段显著增加了20%和15%(P=0.025和P=0.039),均匀度指数从未退化到重度退化变化不明显,严重退化阶段物种多样性指数均显著降低;3)土壤水分、各深度土壤有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮均呈先稳定后降低的变化规律,土壤容重随着退化程度的加剧而显著增加;4)群落生物量、物种多样性与土壤养分呈正相关关系,与土壤容重呈负相关关系,冗余分析结果显示土壤容重、硝态氮、有机碳是退化过程中驱动植被因子变化的主要因素。因此,针对不同退化阶段采取不同的恢复治理措施,尤其是改善土壤养分和物理性质,同时对中度和重度退化两个关键阶段应该给予更多的关注。  相似文献   

10.
不同沙化阶段高寒草甸植物群落与表土环境因子的关系   总被引:2,自引:0,他引:2  
王新源  马仲武  王小军  陈萍  唐霞  连杰  张琴  程小云  刘健  曲浩 《生态学报》2020,40(19):6850-6862
沙漠化是玛曲高寒草甸最为严重的生态问题之一,明晰区域内不同沙化阶段植物群落与表土环境因子的关系,有助于为玛曲高寒草甸沙漠化的监测与防治提供科学参考。鉴于此,研究应用方差分析与典范对应分析,厘清了潜在、轻度、中度、重度和极重度沙化阶段植物的组成格局与变化规律,并对其与表土环境因子的关系进行了分析。结果表明:(1)伴随沙漠化的发展,表土水分与电导率呈逐步降低的趋势,下降幅度显著(P<0.05);温度呈先降低后增加的变化规律,其中轻度沙化阶段最低,为24.32℃,极重度阶段最高,达30.79℃;(2)伴随沙漠化的发展,植物的盖度、多度依次降低,下降幅度显著(P<0.05);物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数与Pielou指数的变化趋势相近,呈潜在至轻度阶段上升,之后逐步下降的规律;(3)典范对应分析(CCA)表明,表土水分和电导率对群落组成的影响程度达到极显著水平(P<0.01)。潜在与轻度沙化阶段,CCA前两轴的方差解释率分别是71.91%和55.25%,表土环境因子能够较好的描述植物群落特征与多样性水平的变化规律;中度、重度和极重度沙化阶段,CCA前两轴的方差解释率不足40%,表土环境因子难以有效表征植物群落特征,预示放牧等人类活动在这些演替阶段的影响更为突出。  相似文献   

11.
Grazing is one of the major anthropogenic driving factors influencing community structure and ecological function of grasslands. Fencing has been proved to be one of the main measures for rehabilitating degraded grasslands in northwestern China. However, data from combined empirical studies on the effects of different management regimes in desert grasslands are lacking. So we selected long‐term fencing (fenced since 1991), mid‐term fencing and seasonal fencing (fenced since 2002), and adjacent free‐grazing grasslands to investigate vegetation and soil properties on southwest Mu Us desert. Our results showed that fencing increased plant cover, height, aboveground biomass (AGB) of different plant life‐form groups, Shannon–Wiener diversity index, Evenness index, Simpson index, total soil nitrogen, total soil phosphorus, and soil organic matter, but decreased plant density, species richness, Richness index, soil bulk density, water content, and pH. However, 22–24 years of long‐term complete fencing might cause redegradation of vegetation and soil nutrients, characterized by the reduction of some vegetation properties, biodiversity, total AGB, and some soil properties. Seasonal fencing with 11–13 year was more beneficial to vegetation restoration than that with completely fencing measures. Our study suggests that appropriate artificial disturbances, such as seasonal fencing (winter grazing and summer fencing), should be used after long‐term fencing in order to maintain grassland productivity and biodiversity. These findings will help to provide theoretical support for vegetation restoration and sustainable management in grassland under grazing prohibition at Mu Us desert.  相似文献   

12.
藏北古露高寒草地生态系统对短期围封的响应   总被引:1,自引:0,他引:1  
过度放牧导致高寒草地生态系统退化,围封是生态保护和恢复的管理手段。以青藏高原那曲县古露镇过牧退化高寒草地为对象,系统分析了高寒草地生态系统的植被特征及土壤理化特性、土壤酶活性、土壤微生物生物量和群落结构对围封的响应。结果表明,短期围封后,(1)植被平均高度、盖度和地上生物量均有极显著增加(P0.01),而生物多样性指数则显著降低(P0.01);(2)土壤的水溶性有机碳含量、土壤物理结构(沙土与粉土的比例)及pH有显著变化(P0.05);(3)土壤酶活性没有明显改善;(4)土壤微生物生物量(细菌、放线菌、真菌)均呈显著增加(P0.05);(5)土壤中细菌的多样性有增加的趋势,其群落组成在门水平上也发生了变化;(6)Manteltest分析显示与土壤细菌群落结构的呈正相关性的环境因子主要为土壤有机碳含量(TOC)、总氮含量(TN)、碳磷比(C/P)与氮磷比(N/P)(P0.05)。这表明围栏封育有利于藏北草地植被、土壤理化特性的恢复,还能维持土壤微生物多样性,促进高寒草地生态系统的可持续发展。  相似文献   

13.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are important components of the grassland ecosystems in terms of plant phosphorus uptake and accumulation of glomalin-related soil protein (GRSP). Though Mongolian grasslands are seriously degraded by livestock grazing, the effects of grazing on soil AMF and GRSP remain unclear. Here, we examined community composition and diversity of AMF as well as amount of GRSP at three different grazing intensities: lightly grazed (LG), moderately grazed (MG), and heavily grazed (HG) under two different types of grassland, mountain forest steppe at Hustai and desert steppe at Mandalgobi. The diversity and biomass of AMF-host and non-AMF plants strongly affected the overall AMF community composition and its diversity. When we separately analyzed the factors affecting soil AMF diversity at Hustai and Mandalgobi, decrease in the shoot biomass of Poaceae plants at Hustai and decreases in the species number and shoot biomass of AMF-host plants at Mandalgobi were significantly correlated with AMF diversity. GRSP decreased with increasing grazing intensity, which was significantly correlated with soil pH and total root biomass at Hustai. The decrease in plant biomass caused by grazing thus led to GRSP reduction. Our results showed that change in soil AMF community caused by livestock grazing were associated with change in the biomass and diversity of functional vegetation groups such as Poaeceae, AMF-host and non-AMF plants, indicating the importance to focus on such functional vegetation groups to evaluate the effect of grazing on AMF.

  相似文献   

14.
许喆  米文宝  米楠  樊新刚 《生态学报》2023,43(12):5060-5071
研究工业运输活动释放出的重金属元素对周边荒漠草原植被群落特征和土壤性状的关系,为工业活动影响下的荒漠草原植被恢复和重建提供科学依据。以宁夏盐池县高沙窝工业集中区邻近的荒漠草原为研究对象,结合前期土壤和降尘的重金属含量,根据内梅罗污染指数划分了五个污染梯度(梯度Ⅰ、梯度Ⅱ、梯度Ⅲ、梯度Ⅳ和梯度Ⅴ),采用野外调查和室内分析的方法,对比分析了不同污染梯度下的植被群落特征与土壤性状的关系。结果显示:在前三个污染梯度下物种组成相对较多,禾本科(Gramineae)、藜科(Chenopodiaceae)、豆科(Leguminosae)和菊科(Compositae)为优势科。其中,牛枝子(Lespedeza potaninii)和短花针茅(Stipa breviflora)的重要值分别为59.41和44.26,是研究区工业生产和交通运输影响下的主要物种。随着污染梯度的升高,植物群落均匀度指数显著下降(P<0.05),工业交通运输活动造成研究区荒漠草原植被组成单一,群落结构不稳定。表层土壤养分受重金属影响波动较大,土壤全氮和有机质是影响物种多样性指数的主要土壤因子,随着污染梯度的升高显著降低(P...  相似文献   

15.
植物群落和代表性植物的生存状态是反映草地退化程度的重要标志之一。以青海省果洛州玛沁县的未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化的高寒草甸为研究对象,分析了植物群落特征、代表性植物地上性状及生存状态对退化程度的响应。结果表明:群落物种组成由禾本科、莎草科过渡到杂类草,Shannon多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数先平稳变化后降低,群落平均高度、Patrick丰富度均先增加后降低,群落盖度依次降低,群落特征指标均在极度退化时最低(P<0.05);总体来看,与轻度退化样地相比,中度退化、重度退化和极度退化样地的植物株高均显著降低,分别降低了6.8%、36.8%和31.6%(P<0.05);生存状态指数表现为小嵩草(Kobresia pygmaea)逐渐降低,山地早熟禾(Poa orinosa)和垂穗披碱草(Elymus nutans)的生存状态指数分别在轻度退化和中度退化时最高,肉果草(Lancea tibetica)和黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)的生存状态指数分别在重度退化和极度退化样地中最大。说明高寒草甸退化导致群落特征...  相似文献   

16.
17.
Fencing is an effective and practical method for restoring degraded grasslands in northern China. However, little is known about the role of excess litter accumulation due to long‐term fencing in regulating abiotic environment and driving changes in community structure and function. We conducted a three‐year field experiment in two fenced grasslands in Inner Mongolia, and monitored light quantity, soil temperature, and soil moisture continuously, and determined community height, community aboveground net primary productivity (ANPP), and the relative dominance of different plant functional groups. Litter accumulation reduced light quantity and soil temperature but increased soil moisture. The regulating effects of litter accumulation on soil temperature and soil moisture fluctuated temporally and gradually weakened over the growing season. Litter accumulation also altered community vertical structure and function by increasing community height and ANPP. The increase in soil moisture increased the relative dominance of rhizome grasses but suppressed bunch grasses, thereby shifting bunch grass grasslands to rhizome grass grasslands. Our findings provide a potential mechanism for community succession in the context of litter accumulation in fenced grasslands and indicate that the vegetation and ecosystem services of degraded grasslands are improved after appropriate fencing.  相似文献   

18.
水分与氮素作为干旱和半干旱草原生产力的共同限制性因子在退化草原的生态快速修复过程中备受关注。以不同放牧强度背景下的短花针茅荒漠草原为研究对象,开展围封模拟放牧利用实验,同时添加氮素和水分。通过分析历史放牧强度与年份对生产力的影响,以及添加氮素和水分对不同功能群植物生物量的作用,探讨放牧强度对短花针茅草原生产力的内在作用机制,以及如何实现荒漠草原资源合理开发和可持续利用。研究结果显示,降雨量与放牧强度决定着短花针茅草原的植物群落结构。氮素和水分添加可分别提升11%-29%和12%-32%的群落地上生物量,且二者存在显著的交互作用。不同功能群植物的地上生物量对氮素与水分添加的响应存在差异,多年生丛生禾草对氮素和水分添加响应最敏感。氮素与水分添加可显著提高多年生丛生禾草的地上生物量,但与自然降水量相关。氮素添加对地上生物量的影响在正常降雨和稍旱年份作用显著,而水分添加在干旱年份作用显著。在正常降雨年份,以半灌木植物为优势种的轻度放牧背景以添加水分对提升生产力最宜,以多年生丛生禾草和半灌木为共优种的中度放牧背景和以多年生丛生禾草为优势种的重度放牧以同时添加水分和氮素对提升生产力最为宜;在干旱年份不同放牧强度背景下均以同时添加水分和氮素对提升生产力最为宜。我们的结果表明了养分与资源的改善有利于退化短花针茅草原的快速恢复和可持续生产。  相似文献   

19.
An arid ecosystem might be sensitive to nitrogen (N) deposition, but the associated ecosystem-specific response of soil microbes is not well studied. To assess the N enrichment effects on plant and prokaryotic community diversity, we performed a two-year NH4NO3 treatment in a desert steppe in northwestern China. Results showed that N addition increased plant aboveground biomass and decreased plant Shannon diversity. A C4 herb (Salsola collina) became dominant, and loss of legume species was observed. The concentrations of soil NH4+-N, NO3-N, microbial biomass N, and the plant aboveground biomass N pool increased in contrast to total N, suggesting that the N input into the arid ecosystem might mainly be assimilated by plants and exit the ecosystem. Remarkably, the α-diversity and structure of the soil prokaryotic community did not vary even at the highest N addition rate. Structural equation modelling further found that the plant aboveground N pool counteracted the acidification effect of N deposition and maintained soil pH thus partially stabilizing the composition of prokaryotic communities in a desert steppe. These findings suggested that the plants and N loss might contribute to the lack of responsiveness of soil prokaryotic community to N deposition in a desert steppe.  相似文献   

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